Astrofysici hebben de aard van de mysterieuze kosmische signalen al 15 jaar in verwarring gebracht, waarvan de bronnen miljarden lichtjaren verwijderd zijn van onze melkweg. Een nieuwe studie onthult enkele interessante details over dit ongebruikelijke fenomeen.
Sinds 2002 proberen wetenschappers de aard van de mysterieuze Fast Radio Bursts (FRB) te begrijpen - hoogenergetische pulsen van slechts enkele milliseconden die afkomstig zijn van sterrenstelsels die miljarden lichtjaren van de Melkweg verwijderd zijn. Hoewel er in de afgelopen 15 jaar slechts een handvol van dergelijke verschijnselen zijn geregistreerd, suggereert nieuw onderzoek dat snelle radioflitsen een van de belangrijkste "elementen" van de ruimte in het zichtbare heelal kunnen zijn, die ongeveer eens per seconde voorkomen.
Wat zijn snelle radio-bursts
Tot op de dag van vandaag debatteren wetenschappers nog steeds over de oorzaak van FRB. De meest populaire theorie is dat ze worden veroorzaakt door snel roterende neutronensterren met ongewoon sterke magnetische velden die magnetars worden genoemd. Sommigen zijn er natuurlijk van overtuigd dat radioflitsen het resultaat zijn van het werk van enorme installaties van xenocivilization, die zo op zoek zijn naar andere intelligente levensvormen in het universum. Astronomen dachten lange tijd dat FRB's verschenen als gevolg van catastrofes op kosmische schaal, zoals supernova-explosies. Maar deze hypothese is weerlegd door een studie van FRB 121102, een object dat met verrassende regelmaat radioflitsen produceert. Vorige maand, een team van wetenschapperswerkend aan het Breakthrough Listen Project (een 10-jarige missie om te zoeken naar buitenaardse intelligentie) ontdekte 15 nieuwe bronnen van radioflitsen uit de bovengenoemde bron. Tot nu toe waren er slechts 23 FRB-bronnen bekend bij de wetenschap, wat op zichzelf al spreekt van de moeilijkheid om deze vreemde signalen te detecteren.
Aan de hand van gegevens over FRB 121102 en andere bekende FRB-bronnen berekenden Anastasia Fialkov en Avi Loeb van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics hoeveel FRB's zouden kunnen bestaan in het waarneembare deel van het universum. Hun nieuwe werk is gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters. In een officieel persbericht merkt Anastasia op dat als de resultaten van het onderzoek waar zijn, de ruimte 'vol radio-uitbarstingen staat, zoals paparazzi die een beroemdheid fotograferen', maar in plaats van lichtemissie manifesteren ze zich in de vorm van radiogolven. Wetenschappers gingen uit van de hypothese dat FRB 121102 een object is dat zich bevindt in een dwerg, metaalarm sterrenstelsel op ongeveer 3 miljard lichtjaar afstand.
FRB 121102: bron van meer dan drie miljard lichtjaar
Promotie video:
Waarom viel de keuze op zoiets vaag en afstandelijks? Het probleem is dat astronomen geen keus hadden: dit object is momenteel de enige bron van snelle radioflitsen, waarvoor het moederstelsel en de afstand tot de Melkweg zijn bepaald. Bovendien is het volgens Loeb "de enige herhalende FRB-bron die honderden signalen heeft opgenomen". Het radiospectrum van zijn bursts is geconcentreerd op een karakteristieke, vrij smalle frequentie, waardoor de onderzoekers zich op het object konden concentreren.
Volgens de astronoom, als de mensheid de kans krijgt om zelfs maar een klein deel van dergelijke bronnen van kosmische signalen te bestuderen, zal ze niet alleen hun oorsprong kunnen ontrafelen, maar ook vele andere vragen over de ruimte kunnen beantwoorden. Zo kunnen snelle radioflitsen worden gebruikt om het aantal vrije elektronen in relatie tot een bron te meten, waardoor wetenschappers de dichtheid van materie tussen verschillende sterrenstelsels in het heelal kunnen meten. Bovendien kunnen radioflitsen worden gebruikt om de geschiedenis van de ruimte te bestuderen: ze zullen ons in staat stellen de periode te achterhalen waarin de UV-straling van de eerste sterren de waterstofatomen vernietigde die overbleven na de oerknal en ze uiteenviel in protonen en elektronen.
Onderzoekskritiek en zijn toekomst
Andrew Siemion, directeur van het Berkeley Research Center, is het eens met de conclusie van de nieuwe studie. Hij gelooft ook dat snelle radio-uitbarstingen de verkenning van de ruimte in de toekomst zullen helpen. Het was echter niet zonder gezonde kritiek: Emily Petroff, een onderzoeker bij het Nederlands Instituut voor Radioastronomie (ASTRON), wijst erop dat hoewel het werk zelf een belangrijke bijdrage levert aan de moderne astronomie, het statistische gegevens mist. Niet alle FRB-bronnen kunnen zich gedragen als object 121102, dus het is te vroeg om specifieke stellingen naar voren te brengen, zelfs op het niveau van hypothesen.
Gelukkig hebben onderzoekers met projecten als CHIME en SKA de tools die ze nodig hebben om in de nabije toekomst meer informatie te verzamelen.
Vasily Makarov